JP2021503254A - Systems and methods for demodulating wavelength division multiplexing optical signals - Google Patents
Systems and methods for demodulating wavelength division multiplexing optical signals Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021503254A JP2021503254A JP2020527032A JP2020527032A JP2021503254A JP 2021503254 A JP2021503254 A JP 2021503254A JP 2020527032 A JP2020527032 A JP 2020527032A JP 2020527032 A JP2020527032 A JP 2020527032A JP 2021503254 A JP2021503254 A JP 2021503254A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical signal
- optical
- signal energy
- wavelengths
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/67—Optical arrangements in the receiver
- H04B10/676—Optical arrangements in the receiver for all-optical demodulation of the input optical signal
- H04B10/677—Optical arrangements in the receiver for all-optical demodulation of the input optical signal for differentially modulated signal, e.g. DPSK signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0221—Power control, e.g. to keep the total optical power constant
Abstract
複数の波長の光信号エネルギを光共振器に入力させ蓄積させる光信号受信機及び方法が提供される。各波長の光信号エネルギの一部は、出力において光共振器から放射され、個々の波長は分離されてよい。出力と揃えられた検出器は、波長のうちの少なくとも1つの放射された光信号エネルギを検出する。検出器は、放射された光信号エネルギに対する乱れを検出し、波長の受信した光信号エネルギの変調特性を決定するよう構成される。An optical signal receiver and a method for inputting and accumulating optical signal energies of a plurality of wavelengths in an optical resonator are provided. A portion of the optical signal energy of each wavelength is emitted from the optical resonator at the output, and the individual wavelengths may be separated. A detector aligned with the output detects the emitted optical signal energy of at least one of the wavelengths. The detector is configured to detect disturbances to the emitted optical signal energy and determine the modulation characteristics of the received optical signal energy of the wavelength.
Description
[関連出願]
本願は、あらゆる目的のために参照により全体がここに組み込まれる、共に係属中の米国仮特許出願番号第62/587,696号、名称「SYSTEMS AND METHOD FOR DEMODULATION OF WAVE DIVISION MULTIPLEXED OPTICAL SIGNALS」、2017年11月17日出願、の35U.S.C.§119(e)及びPCT第8条の利益を請求する。
[Related application]
This application is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes, both pending US Provisional Patent Application Nos. 62 / 587,696, named "SYSTEMS AND METHOD FOR DEMODULATION OF WAVE DIVISION MULTIPLEXED OPTICAL SIGNALS", 2017. Filed on November 17, 2014, 35 U.S.A. S. C. Claim the benefits of §119 (e) and Article 8 of the PCT.
多くの光信号は、位相変調フォーマット、並びに振幅及び他の変調フォーマットを含み、位相変調フォーマットは特定の利点を有する。位相変調で符号化された情報は、送信される通信データを含んでよく、又は光信号のソースに関する情報、光信号と障害物との相互作用、光信号が伝搬した光チャネル、及び/又は相互作用しうた障害物のような他の情報を含んでよい。標準的な振幅変調受信機と比べると、位相変調受信機は、非常に複雑になり、精密な光学系、局部発信器、格子(例えば、Fiber Bragg Grating)、及び/又は遅延線干渉計(delay line interferometers:DLI)等を必要とする。通常、位相変調受信機は、位相符号化光信号を収集し、1つ以上の復調処理を実行して、位相変調を有用な常用に変換する。高密度波長分割多重(dense wavelength division multiplexing:DWDM)を含む波長分割多重(wavelength division multiplexing:WDM)を利用するシステムでは、複数の光信号は異なる波長で同時に運ばれる。位相変調光信号のためのWDM受信機システムは、したがって、有意に複雑になることがあり、複数の波長を受信するために複数の複雑な位相受信機を必要とする。 Many optical signals include phase modulation formats, as well as amplitude and other modulation formats, which have certain advantages. The information encoded by phase modulation may include communication data to be transmitted, or information about the source of the optical signal, the interaction of the optical signal with obstacles, the optical channel through which the optical signal propagated, and / or each other. It may contain other information such as acting obstructions. Compared to standard amplitude modulated receivers, phase modulated receivers are much more complex, with precision optics, local oscillators, grids (eg Fiber Bragg Gratings), and / or delay line interferometers (delay). Line interferometers: DLI) etc. are required. Typically, a phase modulation receiver collects a phase coded optical signal and performs one or more demodulation processes to convert the phase modulation into a useful routine. In systems that utilize wavelength division multiplexing (WDM), including dense wavelength division multiplexing (DWDM), multiple optical signals are carried simultaneously at different wavelengths. WDM receiver systems for phase-modulated optical signals can therefore be significantly more complex and require multiple complex phase receivers to receive multiple wavelengths.
ここに記載する態様及び例は、ローカルコヒーレントクロック源を必要としない、複数の、例えば異なる波長を有する光信号の同時検出及び復調のためのシステム及び方法を提供する。特に、システムの特定の例は、位相符号化情報を含み得る複数の受信した光波長を強度符号化光波長に変換する、Fabry−Perotフィルタ/共振器のような光共振器を有する受信機を含む。個々の波長は分離されてよく、個々の強度符号化光信号は受信機に供給されてよい。光共振器は、WDM光信号(の集合)の波長のセットに合うよう、及び種々の波長に渡る広い範囲に渡り機能するよう、調整されてよく、受信機の特性を変更する必要がない。さらに、1つ以上の光共振器が、受信した信号から振幅及び他の変化を渡すために利用されてよく、それらを強度符号化出力信号に変換し、それにより、より高次の位相変調方式、振幅変調、及び/又は周波数変調の検出及び受信を可能にする。したがって、ここに開示されるシステム及び方法は、複数の波長の各々において種々の符号化技術及び種々の変調レート(例えばボーレート)に対応するための柔軟性を提供し得る。 The embodiments and examples described herein provide systems and methods for simultaneous detection and demodulation of multiple, eg, different wavelength, optical signals that do not require a local coherent clock source. In particular, a particular example of a system is a receiver with an optical resonator, such as a Fabry-Perot filter / resonator, that converts multiple received optical wavelengths that may contain phase-encoded information into intensity-encoded optical wavelengths. Including. The individual wavelengths may be separated and the individual intensity coded optical signals may be fed to the receiver. The optical resonator may be tuned to match (a set of) wavelength sets of WDM optical signals and to function over a wide range over various wavelengths without the need to change the characteristics of the receiver. In addition, one or more optical cavities may be utilized to pass amplitudes and other changes from the received signal, converting them into intensity coded output signals, thereby higher order phase modulation schemes. , Amplitude modulation, and / or enable detection and reception of frequency modulation. Therefore, the systems and methods disclosed herein may provide flexibility to accommodate different coding techniques and different modulation rates (eg, baud rates) at each of the multiple wavelengths.
一実施形態によると、光信号受信機は、
光信号エネルギを入射させる穴と光信号エネルギの一部を放射させる出力とを有する光共振器であって、
前記光共振器は、前記穴を通じて複数の波長の光信号エネルギを受信し、共振光信号エネルギを前記光共振器の内部に蓄積し、前記複数の波長の各々で放射される光信号エネルギを定常状態出力強度に近づけ、それぞれの波長の受信した光信号エネルギにおける遷移により、前記それぞれの波長の前記放射される光信号エネルギを乱すよう構成され、前記光共振器は、少なくとも1つの次元を有し、前記複数の波長の各々で前記蓄積された光信号エネルギの位相整合を生じる、光共振器と、を含む。前記光信号受信機は、光スプリッタであって、前記放射された光信号エネルギを受信し、前記放射された光信号エネルギを前記複数の波長のうちの各々に分離するよう構成される光スプリッタと、
検出器であって、前記複数の波長の少なくとも1つを受信し、前記放射された光信号エネルギに対する前記乱れを検出し、前記乱れに基づき前記受信した光信号エネルギの遷移の特性を決定するよう構成される検出器と、を更に含む。
According to one embodiment, the optical signal receiver
An optical resonator having a hole for incident optical signal energy and an output for radiating a part of the optical signal energy.
The optical resonator receives optical signal energies of a plurality of wavelengths through the hole, stores the resonant optical signal energy inside the optical resonator, and stabilizes the optical signal energy radiated at each of the plurality of wavelengths. The optical resonator is configured to approach the state output intensity and disturb the radiated optical signal energy of each wavelength by a transition in the received optical signal energy of each wavelength, and the optical cavity has at least one dimension. Includes an optical resonator, which produces phase matching of the stored optical signal energy at each of the plurality of wavelengths. The optical signal receiver is an optical splitter that is configured to receive the radiated optical signal energy and separate the radiated optical signal energy into each of the plurality of wavelengths. ,
A detector that receives at least one of the plurality of wavelengths, detects the turbulence with respect to the radiated optical signal energy, and determines the transition characteristics of the received optical signal energy based on the turbulence. It further includes a detector that is configured.
一例では、前記光共振器は、前記受信した光信号エネルギにおける位相変化に基づき、前記放射される光信号エネルギを乱すよう更に構成される。別の例では、前記乱れは、前記放射される光信号エネルギの強度における変化であり、前記検出器は、前記変化を検出し、前記変化に基づき前記受信した光信号エネルギにおける位相遷移を決定するよう構成される。一例では、前記光共振器は、半反射面の各々に衝突する光信号エネルギの一部を反射することにより、少なくとも部分的に光信号エネルギをトラップするよう構成される2つの半反射面を有するエタロンである。前記光共振器は、第1及び第2反射面を含み、前記第1及び第2反射面は、互いに実質的に平行であり、互いに向かい合う反射側面を備え、前記第1反射面は、前記穴の少なくとも一部を形成し、前記光共振器の外部から到来した光信号エネルギを部分的に透過させ、光信号エネルギを前記光共振器に入力させ、前記第2反射面は、前記出力の少なくとも一部を形成し、光信号エネルギを実質的に反射するが部分的に前記光共振器の内部へ透過させ、前記光共振器の外部へと放射させるために前記光信号エネルギの前記一部を前記光共振器に入力させる。前記放射される光信号エネルギを電気信号に変換するよう構成される光電気変換器を更に含み、前記光信号は前記放射される光信号エネルギの強度を示す振幅を有し、前記検出器は、前記電気信号を処理することにより、前記放射される光信号エネルギに対する妨害を検出するよう構成される。 In one example, the optical resonator is further configured to disturb the emitted optical signal energy based on a phase change in the received optical signal energy. In another example, the turbulence is a change in the intensity of the emitted optical signal energy, the detector detecting the change and determining a phase transition in the received optical signal energy based on the change. Is configured. In one example, the optical resonator has two semi-reflecting surfaces configured to trap at least part of the optical signal energy by reflecting a portion of the optical signal energy that collides with each of the semi-reflecting surfaces. Etalon. The optical resonator includes first and second reflecting surfaces, the first and second reflecting surfaces being substantially parallel to each other and having reflective sides facing each other, the first reflecting surface being the hole. At least a part of the above is formed, the optical signal energy arriving from the outside of the optical resonator is partially transmitted, the optical signal energy is input to the optical resonator, and the second reflecting surface is at least the output. A part of the optical signal energy is substantially reflected, but the part of the optical signal energy is partially transmitted to the inside of the optical cavity and radiated to the outside of the optical cavity. The optical resonator is input. The detector further comprises an opto-electrical converter configured to convert the radiated optical signal energy into an electrical signal, the optical signal having an amplitude indicating the intensity of the radiated optical signal energy. By processing the electrical signal, it is configured to detect interference with the radiated optical signal energy.
別の実施形態によると、光信号に符号化された情報を検出する方法は、複数の波長の光信号エネルギを受信するステップと、蓄積された光信号エネルギの定常状態に近づける光共振器に前記光信号エネルギを蓄積するステップと、前記蓄積された光信号エネルギから光信号エネルギを出力するステップであって、前記複数の波長のそれぞれの波長における前記の出力される光信号エネルギの強度は、前記それぞれの波長の前記蓄積された光信号エネルギに比例する、ステップと、前記複数の波長のうちの少なくとも1つの前記出力される光信号エネルギを検出するステップと、前記の検出した出力光信号エネルギに基づき、前記受信した光信号エネルギの変調特性を決定するステップと、を含む。 According to another embodiment, the method of detecting the information encoded in the optical signal is described in a step of receiving optical signal energy of a plurality of wavelengths and an optical resonator that brings the stored optical signal energy closer to a steady state. The step of accumulating the optical signal energy and the step of outputting the optical signal energy from the accumulated optical signal energy, the intensity of the output optical signal energy at each of the plurality of wavelengths is the above. In the step proportional to the stored optical signal energy of each wavelength, the step of detecting the output optical signal energy of at least one of the plurality of wavelengths, and the detected output optical signal energy. Based on the above, the step of determining the modulation characteristic of the received optical signal energy is included.
一例では、前記検出した出力光信号エネルギに基づき、前記受信した光信号エネルギの変調特性を決定するステップは、前記出力光信号エネルギの強度変化に基づき、前記受信した光信号エネルギの位相変化を決定するステップを含む。前記方法は、前記受信した光信号エネルギの前記変調特性に応答して、前記光共振器内の弱め合う干渉又は強め合う干渉のうちの1つにより、前記光共振器の中の前記蓄積された光信号エネルギを変化させるステップを更に含む。一例では、前記受信した光信号エネルギの前記変調特性は、前記それぞれの波長に関連付けられた位相遷移である。別の例では、光共振器に前記光信号エネルギを蓄積するステップは、2つの半反射面の間で前記光信号エネルギを部分的に反射するステップを含む。前記方法は、前記出力光信号エネルギを電気信号に変換するステップであって、前記電気信号の振幅は、前記出力光信号エネルギの前記強度を表す、ステップを更に含んでよい。一例では、前記検出した出力光信号エネルギに基づき前記受信した光信号エネルギの変調特性を決定するステップは、前記電気信号を受信機に供給するステップを含む。 In one example, the step of determining the modulation characteristic of the received optical signal energy based on the detected output optical signal energy determines the phase change of the received optical signal energy based on the intensity change of the output optical signal energy. Includes steps to do. The method accumulates in the optical cavity by one of the weakening or strengthening interferences in the optical cavity in response to the modulation characteristic of the received optical signal energy. It further includes a step of changing the optical signal energy. In one example, the modulation characteristic of the received optical signal energy is a phase transition associated with each of the wavelengths. In another example, the step of accumulating the optical signal energy in the optical resonator includes a step of partially reflecting the optical signal energy between the two semi-reflecting surfaces. The method is a step of converting the output light signal energy into an electrical signal, further comprising a step in which the amplitude of the electrical signal represents the intensity of the output light signal energy. In one example, the step of determining the modulation characteristic of the received optical signal energy based on the detected output optical signal energy includes the step of supplying the electric signal to the receiver.
別の実施形態によると、光受信機は、エタロンであって、2つの半反射面の間の複数の波長の光信号エネルギを少なくとも部分的に蓄積するよう構成され、前記光信号エネルギを入力させる穴と、前記蓄積された光信号エネルギの一部を放射させる出力と、を有し、前記エタロンは、前記の入力する光信号エネルギの位相遷移に基づき、前記の出力する光信号エネルギの強度を一時的に変化させるよう構成される、エタロンと、光電気変換器であって、前記出力光信号エネルギの少なくとも1つの波長を受信し、前記の受信した光信号エネルギを電気信号に変換するよう構成される、光電気変換器と、受信機であって、前記電気信号を受信し、前記電気信号に部分的に基づき、符号化された情報を決定するよう構成される、受信機と、を含む。 According to another embodiment, the optical receiver is an etalon, configured to at least partially store optical signal energies of multiple wavelengths between two semi-reflecting surfaces to input said optical signal energies. It has a hole and an output that radiates a part of the stored optical signal energy, and the etalon determines the intensity of the output optical signal energy based on the phase transition of the input optical signal energy. An etalon and an opto-electrical converter that are configured to be temporarily altered to receive at least one wavelength of the output optical signal energy and convert the received optical signal energy into an electrical signal. Includes an opto-electric converter and a receiver that is configured to receive the electrical signal and determine encoded information based in part on the electrical signal. ..
一例では、前記光受信機は、前記電気信号をアナログ形式からデジタル形式に変換するよう構成される変換器を更に含み、前記受信機は、前記デジタル形式の前記電気信号を受信するよう構成される。別の例では、前記出力光信号エネルギを受信し前記出力光信号エネルギを前記複数の波長の各々に分離するよう構成される光スプリッタ、を更に含む。一例では、前記光スプリッタは、アレイド導波路格子である。別の例では、前記エタロンは、前記エタロンに前記複数の波長の光信号エネルギを少なくとも部分的に蓄積させるために選択された基準寸法を有するよう構成される。別の例では、前記エタロンは、前記符号化された情報に関連付けられた期待データレートに対応するために特定のレートで生じるよう、光信号エネルギの前記蓄積を生じさせるために選択された基準寸法を有するよう構成される。前記光受信機は、光信号エネルギを収集し前記光信号エネルギを前記エタロンに供給するよう構成される光学系、を更に含む。 In one example, the optical receiver further comprises a converter configured to convert the electrical signal from an analog format to a digital format, and the receiver is configured to receive the electrical signal in the digital format. .. Another example further includes an optical splitter configured to receive the output light signal energy and separate the output light signal energy into each of the plurality of wavelengths. In one example, the optical splitter is an arrayed waveguide grid. In another example, the etalon is configured to have a reference dimension selected to at least partially store the optical signal energies of the plurality of wavelengths in the etalon. In another example, the etalon is a reference dimension selected to cause the accumulation of optical signal energy so that it occurs at a particular rate to correspond to the expected data rate associated with the encoded information. Is configured to have. The optical receiver further includes an optical system configured to collect the optical signal energy and supply the optical signal energy to the etalon.
更に他の態様、例、及び利点が以下に詳細に議論される。本願明細書に開示される実施形態は、本願明細書に開示する原理のうちの少なくとも1つに適合する任意の方法で他の実施形態と結合されてよい。「一実施形態」、「実施形態」、「幾つかの実施形態」、「代替の実施形態」、「種々の実施形態」、「ある実施形態」、等の言及は、必ずしも相互排他的ではなく、記載された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも1つの実施形態に含まれてよいことを示すことを意図している。本願明細書におけるこのような用語の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を参照しない。本願明細書に記載の種々の態様及び実施形態は、記載の方法又は機能のうちのいずれかを実行する手段を含んでよい。 Yet other aspects, examples, and advantages are discussed in detail below. The embodiments disclosed herein may be combined with other embodiments in any way that conforms to at least one of the principles disclosed herein. References to "one embodiment", "embodiments", "some embodiments", "alternative embodiments", "various embodiments", "certain embodiments", etc. are not necessarily mutually exclusive. , It is intended to indicate that the particular features, structures, or properties described may be included in at least one embodiment. The appearance of such terms in the specification of the present application does not necessarily refer to the same embodiment. The various aspects and embodiments described herein may include means of performing any of the methods or functions described.
少なくとも1つの実施形態の種々の態様が、縮尺通りに描かれることを意図していない添付の図面を参照して以下に議論される。図面は、種々の態様及び実施形態の説明及び更なる理解を提供するために含まれ、本願明細書に組み込まれ及びその一部を構成するが、本開示の限定の定義を意図しない。図中、種々の図に示された各々の同一の又はほぼ同一のコンポーネントは、同様の参照符号により示される。明確性のために、必ずしも全てのコンポーネントが全ての図においてラベルを付されないことがある。図は以下の通りである。
種々の態様及び実施形態は、位相符号化(つまり、位相変調)光信号の復調のための改良されたシステム及び方法を対象としている。特定の例では、システムは、複数の波長の位相符号化光信号を直接検出可能な強度変調出力信号に同時に変換する、Fabry−Perotフィルタ/共振器又はマイクロリングのような光共振器を含む。 Various embodiments and embodiments are intended for improved systems and methods for demodulating phase-coded (ie, phase-modulated) optical signals. In a particular example, the system includes an optical resonator such as a Fabry-Perot filter / cavity or microring that simultaneously converts a multi-wavelength phase-coded optical signal into a directly detectable intensity modulated output signal.
位相符号化光信号は、多数のソースから入来し、及び/又は多数の処理により生成され得る。位相符号化の検出は、したがって、多くの目的のために有用であり得る。レーザビームのようなコヒーレント光信号は、例えば通信される情報を光信号上に符号化するために、データ通信送信機により意図的に変調されてよい。タイミング及び/又はタイムスタンプ情報のような他の情報は、位相変調として意図的に符号化されてよい。多数の処理が、コヒーレント光源を位相変調してよく、該光源から、処理に関する情報が、位相変調光信号の適切な復調(例えば、インタープリット)により復元されてよい。例えば、種々の測定システムが、光信号を送信し、反射信号を分析して、寸法、動き、欠陥、等を決定してよい。位相変調光信号の復調が有利であり得る種々のシステムの例は、目標指示子、レーザ誘導システム、レーザサイト、レーザスキャナ、3Dスキャナ、ホームビーコン、及び/又は測量システム、並びに通信システムを含む。種々のこれらの例では、光信号は、自由空間信号パス(例えば、自由空間光、free space optical, FSO)又はファイバ又は他の導波システムを介して到来してよい。本願明細書に開示される態様及び例による位相変調光信号の復調のためのシステム及び方法は、有利なことに、上述の例示的な光システム、又は他のもののうちの任意のものに適用されてよく、位相符号化を有する光信号から有用な情報を受信し、検出し、復元等をする。 Phase-coded optical signals can come from multiple sources and / or be generated by multiple processes. Detection of phase coding can therefore be useful for many purposes. A coherent optical signal, such as a laser beam, may be deliberately modulated by a data communication transmitter, for example, to encode the information being communicated onto the optical signal. Other information, such as timing and / or timestamp information, may be intentionally encoded as phase modulation. A number of processes may phase-modulate a coherent light source, from which information about the process may be restored by appropriate demodulation (eg, interpretation) of the phase-modulated optical signal. For example, various measurement systems may transmit optical signals and analyze reflected signals to determine dimensions, movements, defects, and the like. Examples of various systems in which demodulation of phase-modulated optical signals may be advantageous include target indicators, laser guidance systems, laser sites, laser scanners, 3D scanners, home beacons, and / or survey systems, and communication systems. In various of these examples, the optical signal may arrive via a free space signal path (eg, free space optical, FSO) or fiber or other waveguide system. The systems and methods for demodulating phase-modulated optical signals according to aspects and examples disclosed herein are advantageously applied to the exemplary optical systems described above, or any of the others. It may receive useful information from an optical signal having phase coding, detect it, restore it, and so on.
ここに記載の方法及び機器の実施形態は、出願において以下の説明で記載された又は添付の図面に図示された構成の詳細及びコンポーネントの配置に限定されないことが理解されるべきである。方法及び機器は、他の実施形態で実装される、種々の方法で実施される又は実行されることが可能である。特定の実装の例は、説明のみの目的でここに提供され、限定を意図しない。また、ここで使用される語法及び用語は、説明を目的としており、限定として考えられるべきではない。ここで「含む」、「含む」、「有する」、「含む」、「関連する」、及びそれらの変形の使用は、その後に列挙される項目及びその均等物、並びに追加項目を包含することを意味する。「又は」の言及は、包括として考えられてよく、その結果、「又は」を用いて記載される任意の項目は、記載された項目のうちの単一、1つより多く、及び全部のいずれかを示してよい。前及び後ろ、左及び右、上及び下、上側及び下側、並びに垂直及び水平の任意の言及は、説明の便宜を目的としており、本発明のシステム及び方法又はそれらのコンポーネントを任意の1つの位置的又は空間的方向に限定しない。 It should be understood that the methods and equipment embodiments described herein are not limited to the configuration details and component arrangements described in the following description or illustrated in the accompanying drawings in the application. The methods and equipment can be implemented or implemented in a variety of ways, implemented in other embodiments. Examples of specific implementations are provided here for illustration purposes only and are not intended to be limiting. Also, the terminology and terminology used herein is for explanatory purposes only and should not be considered as a limitation. The use of "includes", "includes", "has", "includes", "related", and variations thereof herein includes the items listed below and their equivalents, as well as additional items. means. References to "or" may be considered inclusive, and as a result, any item described using "or" may be single, more than one, or all of the items listed. May be shown. Any references to the front and back, left and right, top and bottom, top and bottom, and vertical and horizontal are for convenience of explanation and any one of the systems and methods of the invention or components thereof. Not limited to positional or spatial directions.
多くの光通信受信機(例えば、コヒーレント受信機)は、受信した信号に対して復調処理を正確に実行するために安定したクロックを必要とし、また、特に変調が光信号の偏波に情報の符号化を含むとき、90度ハイブリッド、位相シフタ、等のような高度な光学系を必要とすることがある。これに対して、ここに開示される態様及び例による光受信機は、従来の光受信機と同じ受信機能力を達成するためにローカルコヒーレントクロック源も重要な光コンポーネントも必要としない。コヒーレント基準源を有しないで、光信号の中の位相変動のような変調遷移を検出可能な光共振器を含む光フロントエンドにより、少なくとも部分的に利益が達成される。光フロントエンドは、更に、変調、例えば位相変調を、場合によっては電気ドメインでの簡易な処理を可能にする強度変調に変換する。 Many optical communication receivers (eg, coherent receivers) require a stable clock to accurately perform demodulation processing on the received signal, and in particular modulation of information on the polarization of the optical signal. When including coding, advanced optics such as 90 degree hybrids, phase shifters, etc. may be required. In contrast, the optical receivers of the embodiments and examples disclosed herein do not require a local coherent clock source or important optical components to achieve the same receiving capabilities as conventional optical receivers. Benefits are achieved, at least in part, by an optical front end that includes an optical resonator that does not have a coherent reference source and can detect modulation transitions such as phase variation in an optical signal. The optical front end further transforms the modulation, eg, phase modulation, into intensity modulation, which in some cases allows for simple processing in the electrical domain.
図1に、送信機(例えば光送信機100)の一例の機能ブロック図が示され、図2に、受信機(例えば光受信機200)の一例の機能ブロック図が示される。本開示の利益を与えられた当業者に直ちに明らかなように、図1に示した送信機は、通信アセンブリの一例を提供するために、図2に示した受信機と結合されてよい。 FIG. 1 shows a functional block diagram of an example of a transmitter (for example, an optical transmitter 100), and FIG. 2 shows a functional block diagram of an example of a receiver (for example, an optical receiver 200). As will be immediately apparent to those skilled in the art who have benefited from the present disclosure, the transmitter shown in FIG. 1 may be combined with the receiver shown in FIG. 2 to provide an example of a communication assembly.
図1に示す例示的な光送信機及び図2に示す光受信機のコンポーネントは、ブロック図に個別の要素として示され記載されることがあり、「モジュール」、「回路」、又は「回路」と呼ばれることがあるが、特に示されない限り、コンポーネントは、アナログ回路、デジタル回路、又はソフトウェア命令(例えば所定のルーチン)を実行する1つ以上のマイクロプロセッサとして実装されてよい。特に、ソフトウェア命令は、デジタル信号処理(digital signal processing:DSP)命令を含んでよい、。特に示されない限り、光送信機100のコンポーネントと光受信機200のコンポーネントとの間の信号遷移は、別個のアナログ、デジタル、又は光信号線として実装されてよい。処理動作のうちの幾つかは、光送信機100、光受信機200、制御部、又は他のコンポーネントによる計算又は決定の観点で表現されてよい。値の計算及び決定、又は他の要素の均等物は、任意の適切なアナログ又はデジタル信号処理技術により実行でき、本開示の範囲内に含まれる。特に示されない限り、制御信号はデジタル又はアナログ形式で符号化されてよい。
The components of the exemplary optical transmitter shown in FIG. 1 and the optical receiver shown in FIG. 2 may be shown and described as separate elements in the block diagram, “module”, “circuit”, or “circuit”. Unless otherwise indicated, a component may be implemented as an analog circuit, a digital circuit, or one or more microprocessors executing software instructions (eg, predetermined routines). In particular, software instructions may include digital signal processing (DSP) instructions. Unless otherwise indicated, the signal transition between the components of the
図1を参照すると、光送信機100の一例は、データペイロードを受信する入力102、光源(例えばレーザ)104、変調器106、及び光学系108、並びに光信号出力を提供する出力110を含んでよい。変調器106は、変調光信号を生成する光源104に変調方式を課す。種々の例では、変調器106は電気−光変調器であってよく、レーザのような光源104を含んでよい。特に、光源104は、データペイロードの各シンボルについて、これらのシンボルをキャリア波形に符号化するために、(位相、振幅、及び/又は周波数において)変調される連続したキャリア波形を放射してよい。送信機100は、光信号を出力110に向ける1つ以上のミラー又はレンズのような種々の光学系108も含んでよい。
Referring to FIG. 1, an example of an
図2は、本願明細書で議論する種々の例による光受信機200の一例を示す。図2は、引き続き、光受信機200にデータペイロードを通信し得る図1の光送信機100を参照して説明される。さらに、受信機及び送信機は、例えばトランシーバを形成するために一緒に対にされてよく、別の送信機/受信機ペアと双方向データ通信が可能である。
FIG. 2 shows an example of an
図示の受信機200は、光信号210を受信し、光共振器230と、出力270を提供するデジタル処理サブシステム250と、を含む。光共振器230は、例えば光−電気変換器242及びアナログーデジタル変換器244により、デジタル処理サブシステム250に結合されてよい。
The illustrated
光共振器230の例は、Fabry−Perotエタロン(etalon)、マイクロリング、又は他の種類の共振器を含んでよい。光共振器120は、送信機において実行された変調を表す位相変動のような遷移を検知すること、及び遷移を出力光信号、例えば出力光信号232の強度変調に変換することの可能なコンポーネントである。光共振器230は、到来光信号210と、光共振器230内で構成される共振光エネルギとの相互作用により、部分的に到来光信号210の変調を変換する。
Examples of the optical resonator 230 may include Fabry-Perot etalons, microrings, or other types of resonators. The optical resonator 120 is a component capable of detecting a transition such as a phase variation representing the modulation performed in the transmitter and converting the transition into an intensity modulation of an output light signal, eg, an
例えば、エタロンは、平行な半反射面の対を有するコンポーネントである。平行な半反射面はその間に透明な材料を含んでよく、それぞれが半反射面の間の間隔(つまり寸法の長さ)に基づき光の特定の波長に関連付けられる1つ以上の特性共振周波数を有する。面は、半反射であり、半透過でもあり、これらの面は一部の光を通過させ、したがって、到来光信号210はエタロンに入ることができ、エタロン内部で共振(つまり、2つの半反射面の間で)してよい。さらに、内部で共振している光の一部は、(半透過面を通じて)エタロンの外に出される。エタロンから放射する光は、例えば図2の光信号232として示される。
For example, etalon is a component with a pair of parallel semi-reflecting surfaces. Parallel semi-reflective surfaces may contain a transparent material in between, each with one or more characteristic resonant frequencies associated with a particular wavelength of light based on the spacing (ie, dimensional length) between the semi-reflective surfaces. Have. The surfaces are both semi-reflective and semi-transparent, and these surfaces allow some light to pass through, so that the incoming light signal 210 can enter the etalon and resonate within the etalon (ie, two semi-reflectors). (Between faces). In addition, some of the internally resonating light is emitted outside the etalon (through the transflective surface). The light emitted from the etalon is shown, for example, as the
光共振器230、本例ではエタロンにより受信された光信号は、光信号エネルギがエタロンに連続して到来する定常状態エネルギ保存条件を確立してよく、蓄積し又はエタロン内部に存在する蓄積された共振エネルギに追加され、一定レートでエタロンから出る。光信号の到来する位相、周波数、又は振幅の変化は、定常状態条件が再確立されるまで、エタロン内部の共振を崩壊させてよく、エタロンから放射する光強度も崩壊する。したがって、到来光信号210の位相、周波数、又は振幅の変化は、放射光信号232の強度に変化を引き起こす。到来光信号210の大きな位相遷移は、例えば、放射光信号232の大きな(しかし一時的な)強度変化を引き起こす。同様の動作がマイクロリング又は他の光共振器で生じ、したがって、光共振器230は光信号210に対して復調器又は変調変換器として機能する。放射光信号232は、したがって、強度変調形式であるが、到来光信号210と同じ情報内容を運ぶことができる。
The optical signal received by the optical resonator 230, in this example the etalon, may establish steady-state energy conservation conditions in which the optical signal energy arrives continuously at the etalon, and is stored or stored inside the etalon. It is added to the resonant energy and exits the etalon at a constant rate. Changes in the incoming phase, frequency, or amplitude of the optical signal may disrupt the resonance within the etalon until steady-state conditions are reestablished, and also the intensity of light radiated from the etalon. Therefore, a change in the phase, frequency, or amplitude of the incoming light signal 210 causes a change in the intensity of the
放射強度変調光信号232は、例えばフォトダイオードのような光検出器を含み得る光−電気変換器、例えばCEC242により、電気信号に変換されてよい。したがって、OEC242の出力は、強度変調光信号232を表す振幅変調信号であってよく、アナログ−デジタル変換器、例えばADC244によりデジタル形式に変換されてよい。デジタル信号は、デジタル処理のためにデジタル処理サブシステム250に提供される。デジタル処理サブシステム250は、デジタル信号を処理して、光信号210の情報の運ぶ内容を受信する。
The radiant intensity modulated
種々の例で、本願明細書に開示の態様及び例による受信機は、上述より多くの又は少ない光学系を含んでよく、上述のものに対して種々のコンポーネントを省略又は追加してよい。例えば、光共振器230から放射する光信号232を受信するために、及び光信号232をOEC242に合焦するために、合焦光学系が含まれてよい。特定の例は、アナログ受信回路を使用してよく、したがって、ADC224のうちの1つ以上を省略してよい。種々の例は、位相回転又は従来知られていてよい他の信号調整を提供するために、チャネル推定器をデジタル処理サブシステム250の一部として含んでよい。
In various examples, the receiver according to the aspects and examples disclosed herein may include more or less optics than described above, with various components omitted or added to those described above. For example, a focusing optical system may be included to receive the
上述のように、適切な光共振器は、エタロン、マイクロリング、又は他の構造を含んでよい。エタロンの少なくとも1つの例の幾つかの詳細は、図3を参照して後述する。マイクロリングは、少なくとも1つが閉ループである1つ以上の導波路の形式の共振器である。その結果、該ループの「周囲」を伝播する光信号エネルギは、1つ以上の周波数においてループの寸法と位相が揃えられ得る。したがって、ループを伝播する光信号エネルギは特定の周波数で自身と干渉して強め合ってよく、ループ内の光信号エネルギを維持する。他の周波数において、ループを伝播する光信号エネルギは、自身と干渉して弱め合い、それにより、その周波数における光信号エネルギの蓄積を崩壊させ又は拒否する。閉ループは、光をループに入力させる何らかの種類の入力、例えば穴(aperture)及び光をループの外に出す出力とも結合される。 As mentioned above, suitable optical resonators may include etalons, microrings, or other structures. Some details of at least one example of etalon will be described later with reference to FIG. A microring is a resonator in the form of one or more waveguides, at least one of which is a closed loop. As a result, the optical signal energy propagating "around" the loop can be aligned in size and phase with the loop at one or more frequencies. Therefore, the optical signal energy propagating in the loop may interfere with itself at a specific frequency to strengthen each other, and maintain the optical signal energy in the loop. At other frequencies, the optical signal energy propagating in the loop interferes with and weakens itself, thereby disrupting or rejecting the accumulation of optical signal energy at that frequency. A closed loop is also coupled with some kind of input that causes light to enter the loop, such as an aperture and an output that causes light to exit the loop.
図3は、例えば図2の光共振器230のような、本願明細書に記載の態様及び実施形態による受信機の種々の例で使用され得るエタロン300の一例を示す。特に、受信機は、エタロン300を使用して、受信した光通信信号310の位相変調を、出力光信号320の強度又は振幅変調に変換してよい。強度又は振幅変調された出力光信号320は、次に、電気信号に変換されてよく、対応する振幅変動は受信光信号310の移動変調を表す。エタロン300は、受信光信号310に、エタロン300内部で自身との共振相互作用を生じさせる。その結果、受信光信号310の位相変化は、共振を崩壊させ、検出器に直接結合されてよい出力光信号320において振幅(又は強度)変動を生じさせる。
FIG. 3 shows an example of an
特定の例では、エタロン300は、受信光通信信号310の光源、例えば送信レーザと揃えられた共振周波数を有するよう設計される。種々の例では、エタロン300の寸法スケール、例えば長さ302は、エタロン300が受信光通信信号310の波長で光共振を示すように選択される。特定の例では、このような寸法スケールは、送信されるシンボルの長さより遙かに短く、情報を運ぶ遷移の間に、例えば位相変化の間に、光信号の伝搬する距離である。
In a particular example, the
エタロン300は、光信号エネルギをインテリア304の中へと反射する半反射面306、308を備えるインテリア304を含む。入力側312は、光通信信号310のような光信号エネルギをインテリア304の中に入れさせる。入力側312は、それにより、穴を形成する。穴を通って、到来光通信信号310が受信される。出力側322は、少なくとも部分的に、半反射面306の動作により、インテリア304からトラップされた光信号エネルギの一部を出力光信号として放射させる、光出力を形成する。したがって、半反射面306も半透過である。その結果、(インテリア304から)半透過面306に到来する光信号エネルギは、インテリア304へと部分的に反射され、出力側322へと部分的に送信される。エタロン300は、半反射面306、308の変化する反射率レベルを有してよい。特定の例では、反射率は、インテリア304へと反射される光の振幅の関数として表現されてよく、又はインテリア304へと反射される光の強度の一部として表現されてよい。特定の例では、第1半反射面308の振幅反射率は、r1=0.999であってよく、第2半反射面306の振幅反射率は、r2=0.985であってよい。他の例では、第1及び第2半反射面の反射率は、異なってよく、特定の実装に対して任意の適切な値であってよい。エタロン300は、本願明細書に記載した態様及び実施形態による適切な光共振器の一例である。
The
特定の例によると、エタロン300のような光共振器は、入力信号に基づき出力信号をコヒーレントに展開し、入力信号の位相の変調が生じるまで、出力信号の所与のレベルを維持する。入力信号に位相変調が生じると、自己干渉(強め合う又は弱め合う)が、出力信号の振幅に位相依存変化を生じ得る。これは、図3に示す入力位相プロット330及び出力パワープロット340の中に見える。したがって、受信した光信号310のような受信した位相符号化光通信信号は、エタロン300のような光共振器により、出力光信号320のような振幅の変化する信号に変換される。出力光信号320は、図2のOEC242のようなセンサによる直接検出に適している。さらに、光共振器は、検出器設定、経路長調整、遅延要素、等のようなシステムの光特性を変更する必要がなく、広い範囲のデータレートに渡り機能する。例えば、到来位相変調入力光信号310を強度変調出力光信号320に変換するエタロン300の能力は、幾つかの例では入力位相が変化する変調レートと独立であってよい。
According to a particular example, an optical resonator such as the
本開示を通じて用語「エタロン(etalon)」の使用は、限定であることを意図せず、本願明細書で使用されるとき、反射面を備える板及び間に種々の材料を備える平行ミラーを含む、複数の構造のうちの任意のものを含んでよく、空洞(cavity)、干渉計、等と呼ばれてもよい。さらに、エタロン構造は、ラミネート、層、フィルム、コーティング、等として形成されてよい。 The use of the term "etalon" throughout the present disclosure is not intended to be limited and, as used herein, includes a plate with a reflective surface and a parallel mirror with various materials in between. It may include any of a plurality of structures and may be referred to as a cavity, interferometer, etc. In addition, the etalon structure may be formed as a laminate, layer, film, coating, etc.
図3は、受信光信号310の位相遷移332の間の、エタロン300のような光共振器から放射する光信号強度(出力パワーとして)の出力パワープロット340を参照して、エタロン300の動作を更に示す。ポイント342で、エタロン300は、定常状態共振条件にあり、光の定常強度が現れる。ポイント344で、位相遷移332が、到来光信号310で生じ、定常状態を一時的に崩壊させ、放射光強度に変化を生じる。ポイント346とラベル付けされたエタロン内部の連続的な反射の間に、共振が再確立され、エタロン300が定常状態条件に戻ったとき、ポイント348で光の定常強度が現れるまで、放射光強度が増大する。
FIG. 3 shows the operation of the
したがって、エタロン300又はマイクロリングのような光共振器からの放射光強度の変動は、位相、周波数、又は振幅変動のような遷移が到来光信号に生じたことを示し、したがって、放射光強度を分析することにより有用な情報を決定するために、適切な信号処理により使用されてよい。上述の及び図3に示した例では、到来光信号310は、位相変調されるために推定されるが、他の例は、周波数又は振幅変調、又はそれらの組み合わせを含み、出力強度に同様の変動又は他の検出可能な変動を引き起こしてよい。幾つかの例では、より高次の又はより複雑な変調が種々の光共振器設計により行われてよい。
Therefore, fluctuations in the emission intensity from an optical resonator such as the
特定の例として、到来波長に調整されたエタロンは、上述の及び図3に示された到来光信号の位相変動に反応する。到来光信号が二位相偏移変調(binary phase shift keying:BPSK)で変調される場合、例えば、図3に示した出力は、各位相シフトを示し、したがって、位相偏移変調で運ばれる情報は、出力光信号320における強度変動から復元されてよい。本開示の利益を有する当業者により理解されるべきことに、このような情報復元が、到来光信号を復調するためにローカルコヒーレントクロック源を必要とせずに、達成される。
As a particular example, the etalon tuned to the incoming wavelength responds to the phase variation of the incoming optical signal described above and in FIG. When the incoming light signal is modulated by binary phase shift keying (BPSK), for example, the output shown in FIG. 3 shows each phase shift, and therefore the information carried by phase shift keying , It may be restored from the intensity fluctuation in the output
図4は、受信位相変調光信号の変化する位相のプロット410、及びエタロン300のような光共振器からの出力光信号の結果として生じる強度のプロット420を示す。図4に示す結果は、18μmの長さを有し、半反射面308において0.999の反射率及び半反射面306において0.985の反射率を有するエタロンのものである。他の連続入力位相(プロット410で示される)は、変調された情報内容に従う間隔で変化し、プロット410は、例えば1及び0に対応するハイ及びロービットのようなバイナリデータのシーケンスとして見える。プロット410に示す複数の位相遷移の中で、位相遷移412は、具体的に、プロット420に示す出力強度における変化422と関連付けられる。受信光信号における各位相変動は、出力強度にそれぞれの変化を生じる。したがって、受信機は、出力強度の変化を追跡でき、それにより、受信位相変調光信号の情報内容を復元できる。
FIG. 4 shows a
本願明細書で議論するような、光信号変調を復調し又は強度変調出力信号に変換するエタロン及びマイクロリングのような光共振器は、多数の波長に同時に作用できる。光共振器は、したがって、例えば粗WDM及び密WDMを含む波長分割多重(wavelength division multiplexing:WDM)又は他のものを用いるシステムのために、1つの共振器内で複数の波長信号の変調を変換してよい。例えば、1つ以上の光共振器は、WDM信号がそれらの種々の波長に分離される前に、到来WDM信号に作用してよい。任意の数の入射波長における」位相又は他の変動は、同時に検出され、各々の波長の出力強度変調に変換できる。 Optical cavities such as etalons and microrings that demodulate optical signal modulation or convert it to intensity modulated output signals, as discussed herein, can act simultaneously on multiple wavelengths. The optical cavity therefore transforms the modulation of multiple wavelength signals within one cavity, for example for systems using wavelength division multiplexing (WDM), including coarse WDM and dense WDM. You can do it. For example, one or more optical resonators may act on the incoming WDM signal before the WDM signal is separated into their various wavelengths. "Phase or other variation at any number of incident wavelengths" can be detected simultaneously and converted into output intensity modulation for each wavelength.
図5Aは、受信機システムの一部500aの一例を示す。光502の複数の波長はエタロン504に入る。エタロン504は、入射波長502の各々からのエネルギ蓄積する共振空洞(resonate cavity)を含む。エタロン504は、線形素子であり、したがって、個々の波長502の混合またはヘテロダイニングを生じない。光の種々の波長502は、上述のように個々にエタロン504と相互作用する。その結果、波長502の各々は、強度変調光信号506としてエタロン504から放射する。波長に基づく光スプリッタ508は、次に、光をそれ自体の個々の波長に分離して、それぞれそれら自体の波長である分離した強度変調光信号510を提供する。分離した強度変調光信号510の波長の各々は、各波長を例えば電気信号に変換する光−電気変換器のような検出器512により受信されてよい。幾つかの例では、検出器512は、多数の光検出器を含み得る検出器アレイであってよい。
FIG. 5A shows an example of a
検出器512からの出力電気信号の各々は、例えば図2に関して上述したように、光の波長のうちの1つの変調変動を示す振幅変動を含む。例えば、定常状態にあるとき、エタロン504を出る光は、各波長で一定の強度を有する。特定の波長の光で位相変動が生じると、エタロン504を出る該波長の強度は、位相変動の量に関連する量だけ一時的に変更される(例えば、増大される、減少される)。特定の波長を変換するそれぞれの検出器512は、光強度の一時的な変化に従い振幅が一時的に変えられる、電気信号を生成する。
Each of the output electrical signals from the
幾つかの例では、異なる光共振器がエタロン504の代わりに使用されてよい。例えば、マイクロリングは、図5Aに示した例示的な部分500aから逸脱することなく、上述のように、光共振器として使用されてよい。さらに、種々の波長により光を分離する光スプリッタ508は、単純なプリズムのような種々の光または光量子装置のうちの任意のものであってよい。幾つかの例では、スプリッタ508は、アレイド導波路格子(arrayed waveguide grating:AWG)であってよい。
In some examples, different optical resonators may be used in place of the
図5Bは、図5Aの部分500aと同様の受信機システムの一部500bの別の例を示す。部分500bは、光をその種々の波長に分離するアレイド導波路格子508aを含む。幾つかの例では、アレイド導波路格子508aは、光ファイバインタフェースを有してよい。図5Bの例では、到来光502は、自由空間から到来してよく、エタロン504からの強度変調放射光506aは、レンズのような合焦要素514を通過して、光506bを光ファイバインタフェースへと合焦してよい。他の例では、到来光502は光ファイバに到来してよく、エタロン504は、到来光ファイバと光ファイバインタフェースとの間のライン内にあってよい。したがって、変換された強度変調光506aは、光ファイバインタフェースに直接入る。幾つかの例では、アレイド導波路格子508は、種々の検出器612に結合されたファイバであってよい。
FIG. 5B shows another example of a portion 500b of a receiver system similar to the
上述のように、光の複数の波長の各々は、光の他の波長と独立に、エタロン又はマイクロリングのような光共振器と相互作用できる。光の特定の波長について、光共振器が特定の波長に対して共振を生じる寸法であるとき、最大定常状態出力が生じる。したがって、共振する光の特定の波長について、最適な動作条件が存在してよい。さらに、光共振器は、複数の波長で光り共振を生じ又は生成してよい。例えば、物理的長さLのエタロンは、2の整数倍の波長2Lについて共振を有する。留意すべきことに、本例では、波長はエタロンのインテリアが生成される材料に従う。したがって、共振器の共振は長の中で波長のセットが選択されるとき、WDMシステムにおいて最適な動作条件が存在し得る。種々の例では、光共振器は、WDMシステムのための所望の波長の特定のセットに対応するために、様々な寸法で設計され製造されてよい。さらに、幾つかの例では、光共振器は、調整可能であり及び/又は例えば到来光に対して種々の角度に位置決めすることにより、又は例えば電気信号による種々の寸法の調整を可能にする圧電性の又は他の材料のような種々の特徴を含むことにより、製造後に更に調整されてよい。 As mentioned above, each of the multiple wavelengths of light can interact with an optical resonator such as an etalon or microring independently of the other wavelengths of light. For a particular wavelength of light, the maximum steady-state output occurs when the optical resonator is sized to resonate for a particular wavelength. Therefore, there may be optimal operating conditions for a particular wavelength of resonating light. Further, the optical resonator may generate or generate a light resonance at a plurality of wavelengths. For example, an etalon of physical length L has resonance at a wavelength of 2 L, which is an integral multiple of 2. It should be noted that in this example, the wavelength follows the material from which the interior of Etalon is produced. Therefore, when a set of wavelengths is selected for the resonance of the resonator, there may be optimal operating conditions in the WDM system. In various examples, the optical resonator may be designed and manufactured in various dimensions to accommodate a particular set of desired wavelengths for a WDM system. Moreover, in some examples, the optical resonator is adjustable and / or piezoelectric that allows adjustment of various dimensions, for example by positioning at different angles with respect to incoming light, or, for example, by electrical signals. It may be further adjusted after manufacture by including various characteristics such as sex or other materials.
互いに独立に相互作用する複数の波長に加えて、各波長の種々の偏波も、種々の光共振器の中で互いに独立に振る舞う。したがって、本願明細書に記載の内容に従う光システムは、種々の波長の種々の偏波において種々の変調方式に対応し得る。参考に、偏波は、通常、光信号の電場の方向に関して定められる。 In addition to multiple wavelengths that interact independently of each other, the different polarizations of each wavelength also behave independently of each other in different optical cavities. Therefore, an optical system according to the contents described herein can accommodate different modulation schemes for different polarizations of different wavelengths. For reference, polarization is usually determined with respect to the direction of the electric field of the optical signal.
図6は、1つ以上の波長で複数の偏波信号を受信するWDM受信機部分600を示す。到来光602は、複数の波長を含み、各波長は潜在的に水平(H)及び垂直(V)のような複数の直交する偏波を有する。各波長偏波の結合は、それに関連付けられた種々の変調方式のうちの任意のものを有してよい。幾つかの例では、到来光602は、種々の光学系616を通過し、エタロン604のような光共振器に向けられてよい。エタロン604から放射された光606aの各波長偏波の結合は、種々の変調遷移を表す強度の変動を含む。特に、各波長の電場は、他の波長の電場と独立である、エタロン604の出力における定常状態強度に近づき又は到達する。入射電場のうちの1つ以上における位相又は他の変調は、影響を受ける電場のそれぞれについて、出力強度を変化させる。電場の方向、つまり偏波は、エタロン604により変更されない。
FIG. 6 shows a
放射光606aは、追加光学系614を通過して、例えば合焦光606bを提供し、(例えばアレイド導波路格子のような)導波路格子608に入ってよい。導波路格子608は、個々の波長を分離し、光610の各波長を、1つ以上の偏波ビームスプリッタ618への入力として提供する。各偏波ビームスプリッタ618は、それぞれの波長を水平及び垂直成分に分離し、それにより、光610の各波長について2つの光信号620を提供する。1つ以上の検出器612、例えば光検出器のアレイは、例えば、各波長分離された偏波光信号620を更なる処理のために電気信号に変換してよい。
The
幾つかの例では、導波路格子608は、偏波ビームスプリッタ618に結合されたファイバであってよい。さらに、偏波ビームスプリッタ618の出力は、種々の検出器612に結合されたファイバであってよい。幾つかの例では、必ずしも全ての波長が複数の偏波を有するのではなく、偏波ビームスプリッタは、単一の偏波のみを有する波長のために省略されてよい。幾つかの例では、エタロン604(又は他の光共振器)の提供する共振の必ずしも全ての波長が使用されない。
In some examples, the
図7は、通信チャネル730により結合される送信部710と受信部720とを含むWDMシステム700の一例を示す。送信部710は、変化する波長の光信号を生成する、レーザのような多数の光源712を含む。各光源の出力は、種々のデータストリーム(例えば通信データ)に従い複数の変調器714のうちの1つにより変調され、複数の偏波716のうちの1つにより偏波されてよい。種々の光信号は、マルチプレクサ718により一緒に多重化されて、チャネル730で送信されるWDM信号(例えば、異なる情報を運ぶ複数の波長を有する光信号)になる。種々の偏波された波長は互いに干渉しないので、マルチプレクサ718は、幾つかの例では、結合するための種々の光信号を例えば光ファイバケーブルへと合焦する光コンバイナ又はレンズであってよい。したがって、チャネル730は、幾つかの例では光ファイバケーブルであってよい。幾つかの例では、チャネルは自由空間媒体を含んでよい。
FIG. 7 shows an example of a
受信部720は、例えば図6の受信機部分600の多数のインスタンスを含んでよい。ビームスプリッタ722は、チャネル730から到来する光を、それぞれが光共振器724の異なる構成を有してよい複数のこのような受信機部分に分散してよい。幾つかの例では、単一の受信機部分のみが必要であってよい。他の例では、図7に示されるように光共振器724の異なる構成を有する複数の受信機部分が提供されてよい。例えば、光共振器724aは、送信された波長のサブセットを受信するよう設計され及び/又は調整されてよく、一方で、光共振器724bは送信された波長の異なるセットを受信するよう設計され及び/又は調整されてよい。追加又は代替として、異なる光共振器724は、異なる変調方式で動作するよう設計されてよい。例えば、光共振器724aは、二相位相偏移変調(Binary Phase Shift Keying:BPSK)変調のために設計され(例えば最適化され)てよく、一方で、光共振器724bは、四相位相偏移変調(Quadrature Phase Shift Keying:QPSK)のために設計されてよく、光共振器724cは、変化するコンステレーションの直交振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation:QAM)のために設計されてよい。幾つかの例では、光共振器724a、724b、724cのうちの任意のものは、例えば、より高次の変調方式に対応するために、複数の光共振器を含んでよい。
The
図6におけるように、受信機部分720は、振幅変調電気信号を出力するために、検出器を含んでよく、電気信号のうちの任意の1つの振幅変調は、特定の波長の変調及びそれに関連付けられた偏波を表す。電気信号は、振幅変動を解釈して、送信部710において生成された変調された偏波光信号により運ばれる情報を復元するために、更なる受信コンポーネント726に提供される。
As in FIG. 6, the
理解されるべきことに、到来光信号の変調により引き起こされる出力強度の種々の混乱は、エタロン又はマイクロリングの寸法長さ、例えばエタロンのサイズのような光共振器の物理寸法、及びそれがどれだけ正確に製造されたか、例えばエタロンが1つ以上の波長にどれだけ良好に調整されたか、と共に変化してよい。大きな寸法を有するエタロンに比べて、小さな寸法長さを有するエタロンからの出力強度ほど、入力信号における遷移によりより早く混乱し、このような遷移の後により早く定常状態を再確立する。さらに、あまり正確でない許容誤差に製造されたエタロンに比べて、より正確な許容誤差に、つまり特定の波長に(又は波長のセットに)より正確に調整されたエタロンは、定常状態でより高い共振出力信号強度を提供し、入力信号における遷移に対してより良い感度を示す。 It should be understood that the various disruptions in output intensity caused by the modulation of the incoming optical signal are the dimensional length of the etalon or microring, the physical dimensions of the optical resonator, such as the size of the etalon, and which of them. It may vary with how accurately it was manufactured, for example, how well the etalon was tuned to one or more wavelengths. The output intensity from an etalon with a smaller dimensional length is more confused by the transition in the input signal than the etalon with a larger dimension, and the steady state is reestablished sooner after such a transition. Moreover, compared to etalons manufactured to less accurate tolerances, etalons tuned to more accurate tolerances, i.e. to a particular wavelength (or to a set of wavelengths), have higher resonance in steady state. It provides the output signal strength and shows better sensitivity to transitions in the input signal.
種々の実施形態は、特定の設計基準に基づき、及び変化する動作特性に対応するために、種々のエタロン寸法及び許容誤差を有してよい。幾つかの例では、種々のエタロン寸法及び許容誤差は、どれだけ強力に及び/又はどれだけ早くエタロンが位相変調に関連付けられた位相遷移のような到来光信号の遷移に応答するか、及び遷移の後にどれだけ早くエタロンが定常状態に近づくかを、トレードオフし、バランスをとるよう選択されてよい。さらに、種々のエタロン寸法及び許容誤差は、特定のデータレート及び/又は特定の波長について、受信機200のような受信機を最適化するよう選択されてよい。
Various embodiments may have different etalon dimensions and tolerances based on specific design criteria and to accommodate changing operating characteristics. In some examples, the various etalon dimensions and margins are how powerful and / or how quickly the etalon responds to the transition of the incoming optical signal, such as the phase transition associated with phase modulation, and the transition. It may be chosen to trade off and balance how quickly Etalon approaches steady state after. In addition, the various etalon dimensions and margins of error may be selected to optimize the receiver, such as the
本願明細書に開示の態様及び例による光共振器の種々の寸法は、位相符号化光信号のボーレート又はシンボル長に関連する寸法より有意に小さくてよい。幾つかの例では、共振寸法(例えば、エタロン長、マイクロリングのループ長、等)は、ボーレート又はシンボル長に関連付けられた郷里の半分より小さい実効光学的長さを提供してよい。例えば、ボーレートは、変調変動が生じるレートであってよく、シンボル長は変調変動の間に光信号が伝搬する距離であってよい。光共振器の場合には、光信号が伝搬する距離は、光共振器が構成される材料又は光媒体に基づいてよい。光信号エネルギを格納し及び強め合う及び弱め合う干渉を通じて共振を提供することの可能なエタロン又はマイクロリングのような光共振器では、光信号エネルギは、より多くの時間の間、共振器内に残る。その結果、実効光学長は共振器の物理的長さより長い。つまり、光信号エネルギは、共振器が光信号を共振して蓄積することなく通過させる場合より、共振器内でより長い時間を過ごす。したがって、次の変調変動までの時間(つまりボーレートの逆数)は、到来する光信号が光共振器の共振寸法を何度も通過するのに十分な時間であり得る。特定の例では、共振寸法(エタロン長、ループ長)は、シンボル長の3分の1以下の実効光学長を提供してよい。幾つかの例では、エタロン長又はループ長の物理寸法は、シンボル長の10分の1程度であってよく(例えば、例えばエタロン面の反射率に依存する)、シンボル長の3分の1の実効光学長を提供する。したがって、前述の広範な変調レートに対応可能な態様及び例によると、シンボル長はエタロン又はループ長の物理寸法の5000倍ほど、又はそれよりも長くてよい。さらに、シンボル長は、前述のような広範な変調レートに対応可能な態様及び例により、エタロン又はループ長の物理寸法の5000倍ほど又はそれ以上の長さであってよい。 The various dimensions of the optical resonator according to the aspects and examples disclosed herein may be significantly smaller than the dimensions related to the baud rate or symbol length of the phase-coded optical signal. In some examples, the resonant dimensions (eg, etalon length, microring loop length, etc.) may provide an effective optical length that is less than half the hometown associated with the baud rate or symbol length. For example, the baud rate may be the rate at which the modulation variation occurs, and the symbol length may be the distance at which the optical signal propagates during the modulation variation. In the case of an optical resonator, the distance at which the optical signal propagates may be based on the material or optical medium in which the optical resonator is constructed. In an optical cavity such as an etalon or microring, which can store and provide resonance through interfering with each other and strengthening and weakening the optical signal energy, the optical signal energy stays in the cavity for more time. Remain. As a result, the effective optical length is longer than the physical length of the resonator. That is, the optical signal energy spends more time in the resonator than if the resonator resonates and passes the optical signal without accumulating. Therefore, the time to the next modulation variation (ie, the reciprocal of the baud rate) can be sufficient time for the incoming optical signal to pass through the resonant dimensions of the optical cavity many times. In a particular example, the resonant dimensions (etalon length, loop length) may provide an effective optical length of one-third or less of the symbol length. In some examples, the physical dimension of the etalon length or loop length may be as much as one tenth of the symbol length (eg, depending on the reflectance of the etalon surface) and one third of the symbol length. Provides an effective optical length. Therefore, according to aspects and examples that can accommodate the wide range of modulation rates described above, the symbol length may be as long as or greater than 5000 times the physical dimensions of the etalon or loop length. Further, the symbol length may be about 5000 times or more the physical dimension of the etalon or loop length, depending on aspects and examples that can accommodate a wide range of modulation rates as described above.
変調光通信信号の受信のために処理サブシステムと結合されたフロントエンドコンポーネントのような、エタロン又はマイクロリングのような光共振器の使用に関連する追加の利点は、自由空間又はファイバ結合若しくは他の光導波路及び/又はコンポーネントを介して信号を受信可能な柔軟な動作を含む。光共振器は、例えば共振測定により、意図する波長ではない光信号エネルギの拒否により、ノイズ低減も提供してよい。さらに、光共振器は、受信通信信号の部分であることが意図されない代替の共振波長を含む不要な光波長を更に拒否するために、コーティング又は他の特徴を設けられてよい。例えば、光コンポーネントの特定の長さ(又は見方に依存して幅)は、複数の波長で共振してよいが、コーティング及び/又は他の設計特徴は、不要な波長において光信号エネルギの蓄積を制限するよう動作してよい。例えば、代替波長における低減された反射率を提供するコーティング、又は光共振器の穴に統合される又はその前に配置されるフィルタ、等である。 Additional benefits associated with the use of optical cavities such as etalons or microrings, such as front-end components coupled with processing subsystems for the reception of modulated optical communication signals, are free space or fiber coupling or other. Includes flexible operation in which signals can be received via optical waveguides and / or components. Optical cavities may also provide noise reduction by rejecting optical signal energies that are not of the intended wavelength, for example by resonant measurement. In addition, the optical resonator may be provided with a coating or other feature to further reject unwanted optical wavelengths, including alternative resonant wavelengths that are not intended to be part of the received communication signal. For example, a particular length (or width, depending on perspective) of an optical component may resonate at multiple wavelengths, but coatings and / or other design features accumulate optical signal energy at unwanted wavelengths. It may act to limit. For example, a coating that provides reduced reflectance at alternative wavelengths, or a filter that is integrated into or placed in front of a hole in the optical cavity.
追加変調フォーマットも、光共振器の特定の設計特徴により対応されてよい。共振特性は、純粋な位相遷移に加えて、パルス幅又は他の変調に応答してよい。例えば、パルス幅変調信号は、共振器内にトラップされた信号エネルギを、蓄積させ、定常状態値に近付ける。パルス幅が長いほど、共振器が定常状態信号エネルギ条件に近くなり、又はより長く定常状態信号エネルギ条件に留まる。パルスが停止すると、光共振器の出力は、位相遷移と同じように変化する。したがって、到来光信号の振幅及びパルス幅変調は、光共振器の光強度出力を処理することにより検出されてよい。 Additional modulation formats may also be accommodated by the particular design features of the optical resonator. Resonant properties may respond to pulse width or other modulation in addition to pure phase transitions. For example, a pulse width modulated signal stores signal energy trapped in a resonator and approaches a steady state value. The longer the pulse width, the closer the resonator is to the steady-state signal energy condition, or the longer it stays in the steady-state signal energy condition. When the pulse stops, the output of the optical resonator changes in the same way as a phase transition. Therefore, the amplitude and pulse width modulation of the incoming light signal may be detected by processing the light intensity output of the optical resonator.
図1及び2を参照して上述したように、種々の例で、送信機100及び/受信機20のコンポーネントは、アナログ回路、デジタル回路、又は、ソフトウェア命令を実行する1つ以上のデジタル信号プロセッサ(digital signal processors:DSP)又は他のマイクロプロセッサのうちの1つ又はそれらの組み合わせとして実装されてよい。ソフトウェア命令はDSP命令を含んでよい。
As described above with reference to FIGS. 1 and 2, in various examples, the components of
図8は、図1に示したような伝送システムの種々のコンポーネント及び/又は他のコンポーネントに対応するソフトウェアルーチンを実装し得る制御回路(例えば制御部800)の一例を示す。制御部800は、図2のデジタル処理サブシステム250のような受信機のコンポーネント及び/又は受信機200の他のコンポーネントに対応するソフトウェアルーチンを更に実装してよい。制御部800は、プロセッサ802、データストア804、メモリ806、及びシステムインタフェース及び/又はユーザインタフェースのような1つ以上のインタフェース808、を含んでよい。図8に明示的に示されないが、特定の例では、制御部800は、電源に結合されてよい。電源は、制御部800の1つ以上のコンポーネント、及び光送信機100又は光受信機200の他のコンポーネントに電力を供給してよい。
FIG. 8 shows an example of a control circuit (eg, control unit 800) capable of implementing software routines corresponding to various components and / or other components of a transmission system as shown in FIG. The
図8では、プロセッサ802は、データ記憶装置804、メモリ806、及び種々のインタフェース808に結合される。メモリ806は、制御部800の動作の間に、プログラム(例えば、プロセッサ802により実行可能にされるよう符号化された命令のシーケンス)及びデータを格納する。したがって、メモリ806は、動的ランダムアクセスメモリ(DRAM)又は静的メモリ(SRAM)のような比較的高い性能の揮発性のランダムアクセスメモリであってよい。しかしながら、メモリ806は、ディスクドライブ又は不揮発性記憶装置のようなデータを格納する任意の装置を含んでよい。種々の例は、本願明細書に開示した機能を実行するために、メモリ806を、特定された、幾つかの例ではユニークな構造に編成してよい。これらのデータ構造は、特定のデータの値及びデータ型を格納するためにサイズを決められ編成されてよい。
In FIG. 8,
データ記憶装置804は、非一時的命令及び他のデータを格納するよう構成されるコンピュータ可読及び書き込み可能データ記憶媒体を含み、光又は磁気ディスク、ROM、又はフラッシュメモリのような不揮発性記憶媒体を含み得る。命令は、本願明細書に記載の機能のいずれかを実行するために少なくとも1つのプロセッサ802により実行可能な実行可能プログラム又は他のコードを含んでよい。
種々の例では、制御部800は、システムインタフェース及び/又はユーザインタフェースのような幾つかのインタフェースコンポーネント808を含む。インタフェースコンポーネント808の各々は、制御部800(及び/又は関連する送信機又は受信機)の他のコンポーネントと、又は制御部800と通信する他の装置と、データを交換する、例えば送信し又は受信するよう構成される。種々の例によると、インタフェースコンポーネント808は、ハードウェアコンポーネント、ソフトウェアコンポーネント、又はハードウェア及びソフトウェアコンポーネントの組み合わせを含んでよい。
In various examples, the
特定の例では、システムインタフェースのコンポーネントは、プロセッサ802を、図1に示す光送信機100の又は図2に示す光受信機200の1つ以上の他のコンポーネントと結合する。システムインタフェースは、上述のように、1つ以上の制御信号を、任意のこのようなコンポーネントに提供してよく、このようなコンポーネントの動作を管理してよい。
In a particular example, the components of the system interface combine the
ユーザインタフェースは、制御部800が組み込まれる対応する送信機又は受信機に、ユーザのような外部エンティティと通信させるハードウェア及び/又はソフトウェアコンポーネントを含んでよい。これらのコンポーネントは、ユーザインタフェースによるユーザ相互作用からの情報を受信するよう構成されてよい。ユーザインタフェース内で利用され得るコンポーネントの例は、ボタン、スイッチ、発光ダイオード、タッチスクリーン、ディスプレイ、格納された音声信号、音声認識、又は制御部800と通信するコンピュータにより実行可能な装置上のアプリケーションを含む。種々のインタフェースで受信したデータは、図8に示すようにプロセッサ802に提供されてよい。プロセッサ802、メモリ806、データ記憶装置804、及びインタフェース808の間の通信結合(例えば、図示の相互接続メカニズム810)は、標準の、独自の、又は専用コンピューティングバス技術に従う1つ以上の物理バスとして実装されてよい。
The user interface may include hardware and / or software components that allow the corresponding transmitter or receiver into which the
プロセッサ802は、上述のようにデータ記憶装置804に格納され及びそれから読み出される操作されたデータを生じる一連の命令を実行する。種々の例では、一連の命令は、上述のように、光共振器からの出力の解釈を生じる。このような命令は、上述のように、到来する光信号における位相、周波数、又は振幅の変化(変調)を解釈する、及び/又はそれからデータペイロードを復元するコマンドに対応してよい。
プロセッサ802は、市販の入手可能なものである又は特別に製造されたものであるかに関わらず、任意の種類のプロセッサ、マルチプロセッサ、又は制御部であってよい。例えば、プロセッサは、INTEL、AMD、MOTOROLA、又はFREESCALEにより製造されたプロセッサのような市販の入手可能なプロセッサを含んでよい。幾つかの例では、プロセッサ802は、リアルタイムオペレーティングシステム(realーtime operating system:RTOS)のようなオペレーティングシステム、例えばRTLinux、又はBSD又はGNU/Linuxのような非リアルタイムオペレーティングシステムを実行するよう構成されてよい。オペレーティングシステムは、アプリケーションソフトウェアにプラットフォームサービスを提供してよい。これらのプラットフォームサービスは、インタープロセス及びネットワーク通信、ファイルシステム管理、及び標準データベース操作を含んでよい。多くのオペレーティングシステムのうちの1つ以上が使用されてよく、例は任意の特定のオペレーティングシステムまたはオペレーティングシステム特性に限定されない。
The
少なくとも1つの実施形態の幾つかの態様を記載したことにより、種々の代替、変更、及び改良が当業者に直ちに生じることが理解されるべきである。このような代替、変更、及び改良は、本開示の一部であることが意図され、本開示の範囲内にあることが意図される。したがって、前述の説明及び図面は、例示のみに用いられる。 It should be understood that by describing some aspects of at least one embodiment, various substitutions, changes, and improvements will occur immediately to those skilled in the art. Such substitutions, changes, and improvements are intended to be part of this disclosure and are intended to be within the scope of this disclosure. Therefore, the above description and drawings are used only by way of illustration.
Claims (20)
光信号エネルギが入ることのできる穴と光信号エネルギの一部が放射されることのできる出力とを有する光共振器であって、前記光共振器は、前記穴を通じて複数の波長の光信号エネルギを受信し、共振光信号エネルギを前記光共振器の内部に蓄積し、前記複数の波長の各々で放射される光信号エネルギを定常状態出力強度に近づけ、それぞれの波長の受信した光信号エネルギにおける遷移により、前記それぞれの波長の前記放射される光信号エネルギを乱すよう構成され、前記光共振器は、少なくとも1つの次元を有し、前記複数の波長の各々で前記蓄積された光信号エネルギの位相整合を生じる、光共振器と、
前記放射される光信号エネルギを受信し、前記放射される光信号エネルギを前記複数の波長の各々に分離するよう構成される光スプリッタと、
前記複数の波長の少なくとも1つを受信し、前記放射される光信号エネルギに対する前記の乱れを検出し、前記乱れに基づき前記受信した光信号エネルギにおける前記遷移の特性を決定するよう構成される検出器と、
を含む光信号受信機。 It is an optical signal receiver
An optical resonator having a hole through which the optical signal energy can enter and an output capable of radiating a part of the optical signal energy, wherein the optical resonator has optical signal energies having a plurality of wavelengths through the hole. Is received, the resonant optical signal energy is stored inside the optical resonator, the optical signal energy radiated at each of the plurality of wavelengths is brought close to the steady state output intensity, and the received optical signal energy of each wavelength is used. The transition is configured to disturb the radiated optical signal energy at each of the wavelengths, the optical cavity has at least one dimension, and the stored optical signal energy at each of the plurality of wavelengths. Optical cavities that produce phase matching,
An optical splitter configured to receive the emitted optical signal energy and separate the emitted optical signal energy into each of the plurality of wavelengths.
Detection configured to receive at least one of the plurality of wavelengths, detect the disturbance to the emitted optical signal energy, and determine the characteristics of the transition in the received optical signal energy based on the disturbance. With a vessel
Optical signal receiver including.
複数の波長の光信号エネルギを受信するステップと、
蓄積された光信号エネルギの定常状態に近づける光共振器に前記光信号エネルギを蓄積するステップと、
前記蓄積された光信号エネルギから光信号エネルギを出力するステップであって、前記複数の波長のそれぞれの波長における前記の出力される光信号エネルギの強度は、前記それぞれの波長の前記蓄積された光信号エネルギに比例する、ステップと、
前記複数の波長のうちの少なくとも1つの前記出力される光信号エネルギを検出するステップと、
前記の検出した出力光信号エネルギに基づき、前記受信した光信号エネルギの変調特性を決定するステップと、
を含む方法。 A method of detecting information encoded in an optical signal, wherein the method is
The step of receiving optical signal energy of multiple wavelengths,
The step of accumulating the optical signal energy in the optical resonator that brings the accumulated optical signal energy closer to the steady state, and
In the step of outputting the optical signal energy from the accumulated optical signal energy, the intensity of the output optical signal energy at each wavelength of the plurality of wavelengths is the intensity of the accumulated light of the respective wavelengths. Steps, which are proportional to the signal energy,
The step of detecting the output optical signal energy of at least one of the plurality of wavelengths,
The step of determining the modulation characteristic of the received optical signal energy based on the detected output optical signal energy, and
How to include.
エタロンであって、2つの半反射面の間の複数の波長の光信号エネルギを少なくとも部分的に蓄積するよう構成され、前記光信号エネルギを入力させる穴と、前記蓄積された光信号エネルギの一部を放射させる出力と、を有し、前記エタロンは、前記の入力する光信号エネルギの位相遷移に基づき、前記の出力する光信号エネルギの強度を一時的に変化させるよう構成される、エタロンと、
光電気変換器であって、前記出力光信号エネルギの少なくとも1つの波長を受信し、前記の受信した光信号エネルギを電気信号に変換するよう構成される、光電気変換器と、
受信機であって、前記電気信号を受信し、前記電気信号に部分的に基づき、符号化された情報を決定するよう構成される、受信機と、
を含む光受信機。 It's an optical receiver
An etalon, one of a hole for inputting the optical signal energy and one of the accumulated optical signal energies, which is configured to at least partially store optical signal energies of a plurality of wavelengths between two semi-reflecting surfaces. The etalon comprises an output that radiates a portion, and the etalon is configured to temporarily change the intensity of the output optical signal energy based on the phase transition of the input optical signal energy. ,
An opto-electrical converter that receives at least one wavelength of the output optical signal energy and is configured to convert the received optical signal energy into an electrical signal.
A receiver, which is configured to receive the electrical signal and determine encoded information based in part on the electrical signal.
Including optical receiver.
The optical receiver according to claim 14, further comprising an optical system configured to collect optical signal energy and supply the optical signal energy to the etalon.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762587696P | 2017-11-17 | 2017-11-17 | |
US62/587,696 | 2017-11-17 | ||
PCT/US2018/055200 WO2019099124A1 (en) | 2017-11-17 | 2018-10-10 | Systems and methods for demodulation of wave division multiplexed optical signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021503254A true JP2021503254A (en) | 2021-02-04 |
JP6913829B2 JP6913829B2 (en) | 2021-08-04 |
Family
ID=64110072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020527032A Active JP6913829B2 (en) | 2017-11-17 | 2018-10-10 | Systems and methods for demodulating wavelength division multiplexing optical signals |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10374743B2 (en) |
EP (1) | EP3711197A1 (en) |
JP (1) | JP6913829B2 (en) |
AU (1) | AU2018367362B2 (en) |
CA (1) | CA3082885C (en) |
WO (1) | WO2019099124A1 (en) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10498464B2 (en) | 2017-06-19 | 2019-12-03 | Raytheon Company | Systems and methods for concealing waveform properties |
US10571774B2 (en) * | 2018-03-09 | 2020-02-25 | Raytheon Company | Demodulation of phase modulated signals using threshold detection |
EP3776925B1 (en) | 2018-03-28 | 2023-07-19 | Raytheon Company | Balanced optical receivers and methods for detecting free-space optical communication signals |
KR102358894B1 (en) | 2018-03-28 | 2022-02-08 | 레이던 컴퍼니 | Balanced optical receiver and method for detecting optical communication signal |
EP3776923A1 (en) | 2018-04-12 | 2021-02-17 | Raytheon Company | Integrated optical resonant detector |
JP7110386B2 (en) * | 2018-04-12 | 2022-08-01 | レイセオン カンパニー | Phase change detection in optical signals |
US11349569B2 (en) | 2018-10-26 | 2022-05-31 | Raytheon Company | Methods and apparatus for implementing an optical transceiver using a vapor cell |
US10554306B1 (en) | 2019-03-13 | 2020-02-04 | Raytheon Company | Constant envelope path-dependent phase modulation |
US11303356B1 (en) | 2019-04-18 | 2022-04-12 | Raytheon Company | Methods and apparatus for maintaining receiver operating point with changing angle-of-arrival of a received signal |
US11307395B2 (en) | 2019-05-23 | 2022-04-19 | Raytheon Company | Methods and apparatus for optical path length equalization in an optical cavity |
US11290191B2 (en) | 2019-06-20 | 2022-03-29 | Raytheon Company | Methods and apparatus for tracking moving objects using symmetric phase change detection |
US11681169B2 (en) | 2019-06-26 | 2023-06-20 | Raytheon Company | Electrically configurable optical filters |
US11159245B2 (en) * | 2019-07-03 | 2021-10-26 | Raytheon Company | Methods and apparatus for cavity angle tuning for operating condition optimization |
US11743083B2 (en) | 2019-07-15 | 2023-08-29 | Raytheon Company | Methods and apparatus for phase change detection using a resonator |
US11199754B2 (en) | 2019-07-15 | 2021-12-14 | Raytheon Company | Demodulator with optical resonator |
US11391799B2 (en) | 2019-08-07 | 2022-07-19 | Raytheon Company | Tuning networks for single loop resonators |
US11258516B2 (en) | 2019-09-26 | 2022-02-22 | Raytheon Company | Methods and apparatus for transmission of low photon density optical signals |
US11374659B2 (en) | 2019-10-29 | 2022-06-28 | Raytheon Company | Acoustic to optical communications systems and methods |
US11398872B2 (en) | 2019-10-29 | 2022-07-26 | Raytheon Company | Optical to acoustic communications systems and methods |
US10826603B1 (en) | 2019-11-27 | 2020-11-03 | Raytheon Company | Method for cavity tuning using reflected signal measurement |
WO2022011240A1 (en) | 2020-07-10 | 2022-01-13 | Raytheon Company | Receiver and system for transporting and demodulating complex optical signals |
CN112260753B (en) * | 2020-10-19 | 2022-02-01 | 中国核动力研究设计院 | Gamma-ray energy modulation communication system and method |
US11133873B1 (en) | 2020-10-28 | 2021-09-28 | Raytheon Company | Method for a polarization-state independent complex optical receiver |
US11595129B2 (en) * | 2020-12-04 | 2023-02-28 | Raytheon Company | Method for fully-networkable single aperture free-space optical transceiver |
US11251783B1 (en) | 2020-12-15 | 2022-02-15 | Raytheon Company | Demodulation methods and devices for frequency-modulated (FM) signals |
US11309964B1 (en) | 2020-12-16 | 2022-04-19 | Raytheon Company | Method to reduce optical signal fading in signal receive aperture |
US11411654B1 (en) | 2021-03-24 | 2022-08-09 | Raytheon Company | Method for generating a constant envelope waveform when encoding multiple sub channels on the same carrier |
US11909444B2 (en) | 2022-02-11 | 2024-02-20 | Raytheon Company | Method for an all fiber optic, polarization insensitive, etalon based optical receiver for coherent signals |
CN114978335B (en) * | 2022-05-16 | 2023-08-11 | 烽火通信科技股份有限公司 | Wavelength division multiplexing system and method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06224860A (en) * | 1993-01-27 | 1994-08-12 | Hitachi Ltd | Method and device for compensating light dispersion |
WO2007040247A1 (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-12 | Nec Corporation | Optical receiver, optical communication system, and method |
US20080226300A1 (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-18 | Mayer Richard C | Optical differential-phase-shift-keyed demodulator apparatus and method |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0591047A (en) | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Nec Corp | Optical balanced transmitter |
DE10251889A1 (en) | 2002-11-07 | 2004-05-27 | Siemens Ag | Receiver for angle modulated optical signals has optical resonator to which optical signal is fed and in front of which optical output coupling device for light reflected from resonator is arranged |
US7245833B1 (en) * | 2002-11-15 | 2007-07-17 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Photonic channelized RF receiver employing dense wavelength division multiplexing |
US7411726B2 (en) * | 2004-12-23 | 2008-08-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Multi-channel differentially encoded phase shift keyed receivers |
US7587141B2 (en) | 2005-08-02 | 2009-09-08 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Communication transceiver architecture |
KR100839969B1 (en) | 2006-11-03 | 2008-06-19 | 중앙대학교 산학협력단 | Micro resonator sensor |
US20080240736A1 (en) | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Nec Laboratories America, Inc. | Inter-Symbol Interference-Suppressed Colorless DPSK Demodulation |
JP5499632B2 (en) | 2009-10-28 | 2014-05-21 | 富士通株式会社 | Optical transmitter, optical transmission / reception system, optical transmission method, and optical transmission / reception method |
US8379295B2 (en) | 2010-01-14 | 2013-02-19 | Finisar Corporation | Optical differential phase-shift keyed signal demodulator |
US20120121271A1 (en) | 2010-11-12 | 2012-05-17 | Wood Thomas H | Method And Apparatus Of Free-Space Optical Signal Reception Having Enhanced Performance In Scattering Environments |
US9711947B2 (en) | 2010-12-20 | 2017-07-18 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Vertical-cavity surface-emitting laser system and method for fabricating the same |
WO2013085820A1 (en) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Rambus Inc. | Systems and methods for temperature insensitive photonic transmission |
US9973283B2 (en) | 2013-04-11 | 2018-05-15 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Mode conversion for optical isolation |
US9596033B2 (en) * | 2014-08-21 | 2017-03-14 | Elenion Technologies, Llc | Optical paired channel transceiver and system |
US10177856B2 (en) | 2016-08-18 | 2019-01-08 | Raytheon Company | Systems and methods for demodulation of phase modulated optical signals |
US10256917B2 (en) | 2016-09-27 | 2019-04-09 | Raytheon Company | Optically sensed demodulation systems and methods for optical communications |
US10313022B2 (en) | 2016-09-27 | 2019-06-04 | Raytheon Company | Active demodulation systems and methods for optical signals |
AU2017335678B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-04-09 | Raytheon Company | Systems and methods for demodulation of free space optical signals without wavefront correction |
US10530494B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-01-07 | Raytheon Company | Systems and methods for detection and demodulation of optical communication signals |
US10225020B2 (en) | 2016-10-07 | 2019-03-05 | Raytheon Company | Systems and methods for demodulation of PSK modulated optical signals |
US10305602B2 (en) | 2016-11-18 | 2019-05-28 | Raytheon Company | Demodulation of QAM modulated optical beam using Fabry-Perot etalons and microring demodulators |
US10243673B2 (en) | 2016-11-18 | 2019-03-26 | Raytheon Company | Frequency demodulation systems and methods for optical signals |
US10243670B2 (en) | 2016-11-18 | 2019-03-26 | Raytheon Company | Optical signal processing using an optical resonator |
US10164765B2 (en) | 2017-02-10 | 2018-12-25 | Raytheon Company | Receivers and method for detecting a non-persistent communication superimposed on an overt communication channel |
US10378880B2 (en) | 2017-04-26 | 2019-08-13 | Raytheon Company | Systems and methods for precise measurement of transparent objects |
US10498464B2 (en) | 2017-06-19 | 2019-12-03 | Raytheon Company | Systems and methods for concealing waveform properties |
AU2018292378B2 (en) | 2017-06-30 | 2021-07-22 | Raytheon Company | Optical rake receiver using an etalon detector |
-
2018
- 2018-10-10 CA CA3082885A patent/CA3082885C/en active Active
- 2018-10-10 WO PCT/US2018/055200 patent/WO2019099124A1/en unknown
- 2018-10-10 AU AU2018367362A patent/AU2018367362B2/en active Active
- 2018-10-10 JP JP2020527032A patent/JP6913829B2/en active Active
- 2018-10-10 EP EP18797270.8A patent/EP3711197A1/en active Pending
- 2018-10-10 US US16/156,065 patent/US10374743B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06224860A (en) * | 1993-01-27 | 1994-08-12 | Hitachi Ltd | Method and device for compensating light dispersion |
WO2007040247A1 (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-12 | Nec Corporation | Optical receiver, optical communication system, and method |
US20080226300A1 (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-18 | Mayer Richard C | Optical differential-phase-shift-keyed demodulator apparatus and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3711197A1 (en) | 2020-09-23 |
JP6913829B2 (en) | 2021-08-04 |
CA3082885A1 (en) | 2019-05-23 |
CA3082885C (en) | 2023-04-18 |
US10374743B2 (en) | 2019-08-06 |
WO2019099124A1 (en) | 2019-05-23 |
US20190158208A1 (en) | 2019-05-23 |
AU2018367362B2 (en) | 2020-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6913829B2 (en) | Systems and methods for demodulating wavelength division multiplexing optical signals | |
US10177856B2 (en) | Systems and methods for demodulation of phase modulated optical signals | |
KR102029640B1 (en) | System and method for reconstruction of free space optical signals without wavefront correction | |
US10313022B2 (en) | Active demodulation systems and methods for optical signals | |
US10225020B2 (en) | Systems and methods for demodulation of PSK modulated optical signals | |
US10243670B2 (en) | Optical signal processing using an optical resonator | |
US10256917B2 (en) | Optically sensed demodulation systems and methods for optical communications | |
US10243673B2 (en) | Frequency demodulation systems and methods for optical signals | |
US10305602B2 (en) | Demodulation of QAM modulated optical beam using Fabry-Perot etalons and microring demodulators | |
KR102292279B1 (en) | Balanced optical receiver and method for detecting free space optical communication signal | |
JP7110386B2 (en) | Phase change detection in optical signals | |
US11791904B2 (en) | Receiver and system for transporting and demodulating complex optical signals | |
US20140199066A1 (en) | Mode multiplexing optical communication system | |
US11309964B1 (en) | Method to reduce optical signal fading in signal receive aperture | |
US11909444B2 (en) | Method for an all fiber optic, polarization insensitive, etalon based optical receiver for coherent signals | |
CN218387521U (en) | Continuous variable quantum key distribution system based on orbital angular momentum multiplexing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200515 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210519 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210615 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210712 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6913829 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |